热休克蛋白(HSP)是细胞应激反应的伴侣,因为它们有助于指导其他蛋白质的折叠和展开。了解这些伴侣的工作原理还可以帮助研究人员了解阿尔茨海默病等疾病的功能。虽然热休克蛋白对于自然王国中细胞的生存和功能至关重要,但它实际上只是伴侣的一种类型,可以让人们更好地了解与压力有关的细胞生物学。

研究挑战通用机制概念旨在了解特定的蛋白质相互作用

至少博士迪米特拉·阿波斯托里杜(DimitraApostolidou)是这么认为的。机械工程和材料科学候选人的候选人一直在进行研究。

这些蛋白质发挥着从大肠杆菌等简单生物体到人类等复杂生物体的基础作用,为我们深入了解有助于保护我们免受压力的细胞机制提供了见解。

最初发现热休克蛋白是因为它们在暴露于较高温度的细胞中的存在量增加。这一发现强调了温度是一个关键的压力因素,与发烧对人类健康的不利影响类似。然而,Apostolidou指出,热休克蛋白不仅对热应力有反应,而且对许多其他压力也有反应因素也有反应,这证明了它们在细胞防御机制中的重要作用。

Apostolidou表示,科学界将HSP分为五类,其中HSP70家族尤其值得注意。人类拥有这种蛋白质多达17种变体,与大肠杆菌形成鲜明对比,大肠杆菌拥有一种称为DnaK的单一变体。

这些蛋白质在细胞内发挥各种功能,包括帮助其他蛋白质在压力条件下维持其结构和功能。她强调了热休克蛋白在调节重要细胞过程中的重要性,并指出它们的功能障碍如何因蛋白质聚集而导致阿尔茨海默氏症、帕金森氏症和白内障等疾病。

通过扩大研究中使用的底物范围,Apostolidou的研究旨在加深我们对HSP等复杂蛋白质的理解,并挑战“通用机制”的普遍观点。“我不想让人觉得这已经解决了问题,但我们必须尝试了解这些系统如何作用于各种蛋白质,”她说。

底物是蛋白质的工程版本,研究人员可以使用它来更全面地了解伴侣的工作原理。Apostolidou之前的工作描述了一种新的底物,可以一次对单个蛋白质进行新型研究。

她最近的研究成果发表在《蛋白质科学》杂志上研究表明,并非所有蛋白质都需要相同的伴侣才能发挥正常功能,尽管伴侣对它们起作用,但真正应该注意的是蛋白质的反应以及它们所处的状态。这种高度动态关系的研究可能对我们对细胞力学和疾病病理学的理解产生深远的影响。

除了她的科学工作之外,阿波斯托里杜还表示,她渴望从物理学和高分子科学转向生物学,因此从雅典一路来到了北卡罗来纳州的达勒姆。

“雅典是一座大城市,但来到达勒姆感觉更小、更亲密,”她分享道。“我要说的一件事是,我通过这个项目结识了很多令人难以置信的朋友——我什至每个星期天都会和其中一个人一起去杂货店购物。”

尽管文化转变对Apostolidou来说是一种调整,但她将与机械工程学教授PiotrE.Marszalek实验室的研究合作归功于她和材料科学教授PiotrE.Marszalek进行的研究合作,以及研究生同学的支持,让她感到受欢迎。

“当我加入实验室时,以前的研究生非常欢迎我,”她说。“在那个领域工作一段时间后,我了解到协作对于那里的每个人来说是多么重要。”